UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA OPTIMIZACION DE PROCEDIMIENTOS DE FABRICACION PARA INCREMENTAR LA PRODUCCION DE 750 A 800 TN/MES EN UNA EMPRESA METALMECANICA INFORME DE SUFICIENCIA HUGO BENIGNO CASIMIRO HUAMAN LIMA- PERU 2009
93
Embed
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAcybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/14292/1/casimiro_hh.pdf · 2019-03-20 · 7. Conectores de Cortinas de Luz 8. Contactor Servo Eje-X 9. Contactores
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
OPTIMIZACION DE PROCEDIMIENTOS DE
FABRICACION PARA INCREMENTAR LA
PRODUCCION DE 750 A 800 TN/MES EN UNA
EMPRESA METALMECANICA
INFORME DE SUFICIENCIA
HUGO BENIGNO CASIMIRO HUAMAN
LIMA- PERU
2009
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mis Queridos Padres Pedro y
Flavia quienes hicieron posible mi formación, a mi
Amada Esposa Angélica y mis hijos Angélica Flavia y
Hugo Cesar por su apoyo y compresión.
PROLOGO
1. CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
1.2 Objetivo
1.3 Justificación
1.4 Alcances
INDICE
2. CAPITULO 11: GENERALIDADES SOBRE PROCESOS DE FABRICACIÓN
01
02
02
03
03
03
ESTRUCTURAL 05
2.1 Trazado de placas y vigas
2.1.1 Instrumentos Principales de Trazado
2.1.2 Trazado con plantillas.
2.2 Recortado y taladrado de perfiles
05
05
06
06
2.2.1 Descripción de la máquina taladradora 06
2.2.2 Especificaciones Técnicas de Máquina 13
2.2.3 Requerimientos Generales de piezas de trabajo a procesar. 14
2.2.4 Tipo de Brocas que utiliza la máquina BOL 14
2.2.5 Defecto en Brocas y sus causas más frecuentes
2.3 Armado de vigas
2.3.1 Calderero armador
- 2.4 Soldeo de vigas
2.4.1 Soldador
2.4.2 Tipos de Soldadura
15
15
15
16
16
16
11
2.4.3 Procesos de Soldadura 19
2.4.4 Características principales de los Procesos de Soldadura 22
2.4.5 Posiciones de Soldadura 22
2.4.6 Fabricación de Perfiles Soldados. 23
2.4. 7 Requisitos de Calidad en perfiles soldados 24
2.4.8 Filetes de soldadura 25
2.4.9 Tolerancias Dimensionales para estructuras metálicas. 26
2.5 Granallado 28
29
31
31
33
35
36
2.5.1 Normas de preparación superficial
2.6 Pintado
2.6.1 Pintura
2.6.2 Sistema de pintado
2.6.3 Efecto protector de las pinturas
2.6.4 Controles previos a la aplicación d� las pinturas
3. CAPÍTULO 111: OPTIMIZACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE
FABRICACIÓN
3.1 Diagrama de flujo de Fabricación
3.2 Procedimiento Inicial
3.2.1 Planos de Fabricación
3.2.2 Armado estructural
3.2.3 Soldadura estructural
3.2.4 Pintado
3.2.5 Manipuleo de producto terminado.
3.2.6 Almacenado de productos
3.3 Procedimiento Mejorado
3.3.1 Planos de Fabricación
38
38
38
38
41
41
42
44
47
48
48
111
3.4
3.5
3.3.2 Armado Estructural
3.3.3 Soldeo
3.3.4 Pjntado
3.3.5 Manipuleo de productos terminado.
3.3.6 Almacenado de productos
Disposiciones Practicas de Fabricación
Control de Calidad
3.5.1 Requisitos Generales de Calidad
3.5.2 Tolerancias Dimensionales para perfiles estructurales
tipo H.
3.5.3 Tolerancias Dimensionales para Perfiles Canales
estructurales Tipo C.
3.5.4 Tolerancias Dimensionales para perfiles Ángulos
estructurales Tipo L.
3.5.5 Tolerancias para perfiles soldados.
3.5.6 Inspección Visual a soldaduras en estructuras.
3.5.6.1 Soldadura de Filete
3.5.6.2 Soldadura a tope
3.5.7 Aplicación de las pinturas
3.5.7.1 Control previo a la aplicación de la pintura
4. CAPÍTULO IV: MEDICIÓN DE PRODUCCIÓN EN TN/MES.
4.1 Condiciones Iniciales
4.2 Condiciones Mejoradas
5. CAPÍTULO V: INVERSIÓN REALIZADA
5.1 Costos Directos
5.2 Costos Indirectos
50
51
53
55
55
56
65
65
66
66
67
67
67
68
68
69
69
71
71
73
75
75
75
IV
5.3 Resumen de la Inversión
5.4 Relación Costo Beneficio
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
PLANOS
76
76
77
78
79
80
V
1
PROLOGO
El presente Informe describe los principales problemas detectados en una empresa
metalmecánica dedicada a la producción de estructuras metálicas y las soluciones
planteadas a cada una de ellas que permitieron eliminarlos.
En el primer Capítulo, se plantea los antecedentes que dieron origen a este trabajo,
también se plantea el objetivo que se persigue y la justificación que sustenta este
informe junto a los alcances y límites en los cuales se desarrolla el presente
informe.
En el segundo Capítulo, se desarrolla los concept9s y definiciones generales sobre
procedimientos de fabricación estructural.
En el tercer Capítulo, se muestra los procedimientos de fabricación que fueron
optimizados. Para cada uno de ellos se muestra sus condiciones iníciales y
condiciones después de realizada los cambios.
En el cuarto Capítulo, se muestra los resultados de los cambios realizados,
mediante una comparación en peso de producción obtenida.
En el quinto Capítulo, muestra la inversión realizada en los diferentes
procedimientos materia de la mejora indicando los costos directos, costos indirectos
y el-resumen de gastos incurridos.
1.1 ANTECEDENTES
CAPÍTULO 1
INTRODUCCION
2
El auge de la Economía Nacional está originando que muchas empresas del
rubro de la minería y la industria en general modernicen sus instalaciones
mediante la ampliación y/o reacondicionado de sus instalaciones. Es en este
contexto y debido al incremento de la carga de trabajo en la planta, y el afán
de querer incrementar la producción, se fue generando desordenes en
algunos procedimientos que con el transcurrir del tiempo fueron
establecidas como normales.
En los inicios la producción mensual no sobrepasaba de los 250 tn/mes,
posteriormente, la capacidad instalada de ese momento permitió incrementar
la producción a 400 tn/mes, luego se realizaron los siguientes cambios en la
empresa: ampliación y acondicionamiento de la planta, compra de
herramientas y equipos, todos estos cambios se realizaron con la finalidad de
incrementar la capacidad de producción a 850 tn/mes.
La producción mensual de los últimos meses no superaba los 750 tn/mes a
pesar de la carga de trabajo en espera.
Observado algunos datos de producción por áreas se decide optimizar
algunos procedimientos con el fin de incrementar los rendimientos cuyos
resultados se muestra en el presente informe.
3
1.2 OBJETIVO
El objetivo del presente informe es optimizar los procedimientos de
fabricación estructural para incrementar la producción de 750 a 800 tm/mes
en una empresa metal mecánica, obteniendo de esta manera una mejora del
6.6% en la producción mensual.
1.3 JUSTIFICACIÓN
Dar a conocer la metodología de trabajo empleado durante la
implementación de los procedimientos de fabricación, con el consiguiente
incremento de la producción.
También permitirá utilizar una metodología con la cual se podrá trabajar en
forma ordenada de manera que se simplifique los procesos de fabricación.
Superar los procedimientos tradicionales de fabricación que generaba
perdidas de producción.
1.4 ALCANCES
El presente informe cubre la descripción puntual de procedimientos de
fabricación estructural realizada en una empresa metalmecánica,
implementación de los procedimientos optimizados, los costos incurridos en la
implementación de procedimientos, y tiene como punto de partida los datos
mensuales de producción proporcionados por la gerencia de producción y la
inspección visual y seguimiento a los diferentes procedimientos de fabricación
presentes en el área de producción.
4
Los procedimientos descritos no son aplicados en empresas metalmecánic:"c:.
que tienen como procedimiento el trabajo del metal con arranque de viruta.
CAPÍTULO 11
GENERALIDADES SOBRE PROCESOS DE FABRICACIÓN
ESTRUCTURAL
2.1 TRAZADO DE PLACAS Y VIGAS
5
Trazar, significa trasladar las cotas del plano a las piezas. Durante el trazado
se marcan sobre la pieza en bruto el contorno las aberturas, los centros de las
perforaciones y las distancias entre sus centros.
Durante esta operación es necesario tener en cuenta lo siguiente:
a.- Suficiente precisión al trasladar las medidas.
b.- No dañar la superficie de la pieza
c.- Buena visibilidad de los trazos.
2.1.1 Instrumentos Principales de Trazado
a.- Gramil.- Instrumento que sirve para trazar líneas rectas, también
se emplea puntas de acero templadas y con un ángulo en la punta de
1 O grados aproximadamente. Para materiales duros se emplean
puntas de trazar de una aleación de cobre y cinc (latón), con el fin de
no dañar la superficie.
b.- Compas de Puntas.- Instrumento que sirve para trasladar las cotas
o las circunferencias a la pieza, para grandes distancias se emplea el
compas de varas.
6
c.- Escuadras.- Instrumento utilizado en el trazado de líneas
perpendiculares y paralelas.
2.1.2 Trazado con plantillas.
Al fabricar piezas en grandes cantidades o piezas de forma
complicada, se emplean para trazar plantillas o piezas tipo, los cuales
se colocan sobre la pieza a trazar y luego se sigue el contorno con la
punta de trazar.
2.2. RECORTADO Y TALADRADO DE PERFILES
El taladrado de perfiles se realiza en forma automática y controlado por CNC
mediante una taladradora BDL-1000
2.2.1 Descripción de la maquina taladradora
La maquina taladradora BDL-1000 es un moderno centro de
maquinado controlado por CNC para secciones de acero.
Está compuesta de los siguientes partes principales:
1. Unidad taladradora BDL-1000
2. Unidad de Potencia Hidráulica
3. Control CNC
7
- -
DATUM l.-h------.-+ - -
- -
1 1 1 1
1 - - -
�J - -
Fig 2.1 Descripción de maquina taladradora
1.- Unidad Taladradora
A.- Partes principales
l. Eje de transporte de pieza de trabajo (XI)2. Ensamble fijo (datum) de taladro de patin (W)3. Ensamble de taladro de alma (Yl)
4. Ensamble movil (no-datwn) de taladro de patin (Z) mas Torre-Z (X2)5. Rodillos mordaza horizontales y movimiento de torre6 Mordazas verticales
7. Disco de medición de entrada y salida8. Medidor de alma
4 8 3
1
6
Fig. 2.2 Partes principales de Unidad Taladradora
2
B. Equipo Mecánico
1. Rodillos de soporte de Mate1ial (Passline)2. Acoplamiento de motor de Eje-X3. Reductor de Eje-X lado derecho4. Reductor de Eje-X lado izquierdo
4
3
1
2
Fig. 2.3 Unidad Taladradora - Equipo Mecánico
9
C. Equipo Hidráulico
l. Eje-Y (Cilindro de Alma)2. Eje-Z (Cilindro No-Datum)3. Valvula reductora de presión Eje-Z
4. Estación de Sujeción de Material (Posicionada en la estructura superior)5. Cilindros de carrera corta de ejes "Y" y "W"
Fig. 2.4 Unidad Taladradora - Equipo Hidráulico
10
3
4
D. Equipo Neumático
1. Medidor de Alma2. Retractor de rueda de medición3. Tanque de enfriador, Filtro-Regulador-Lubricador y Valvula de Cerrado de Aire
Medidor de Alma Retractor de Medidor de Rueda Tipico
Filtro/Regulador/Lubricador
Fig.2.5 Unidad Taladradora - Equipo Neumático
11
12
E. Equipo Eléctrico
El equipo eléctrico de la taladradora Peddinghaus BDL-1000 consiste de los siguientes componentes: l . Consola de Control CNC - La consola de control CNC emite todos los comandos para
operaciones de taladrado y controla los drives de posicionamiento de acuerdo con laorganización del programa. (No Mostrado)
2. Rack PLC - Entradas3. Rack PLC - Salidas4. Interruptor Principal5. Protecciones Termicas Principales6. Relevadores de Emergencia7. Conectores de Cortinas de Luz8. Contactor Servo Eje-X9. Contactores de husillos Y, Z y W10. Contactor de Bomba Hidraulica1 l . Modulos de Ejes Analogicos
12. Servo Orive Eje-X13. Inversores de husillos Y, Z y W14. Fuentes de 24VDC15. Receptaculo de Servicio l 15VAC16. Medidor de Horas17. Relevador para Energía de
Circuito de Control 115V18. Transformador de Control 115V19. ·Resistencia de Regen. (Eje-X)
(Todos los elementos 2-19 estan alojados dentro del Gabinete Eléctrico Principal mostrado abajo)
2 3
12
11
14
19
Fig.2.6 Unidad Taladradora - Equipo Eléctrico
4
9
10
13
15
16
17
2.2.2 Especificaciones técnicas de Maquina
Tipo Uds. de Medición BDL-1000/9"HD"
ESPECIFICACIONES DEL MATERIAL A PROCESAR Ancho maximo a procesar plg (mm) 40 (1000) Ancho mínimo a procesar plg (mm) 3 (75) Altura maxima a procesar plg(mm) 24 (610) Esoesor mínimo de placa plg (mm) 3/4 (19) Long mínima de pieza a procesar plg (mm) 67 (1700) Peso de pieza a trabajar Libras max. (kg max.) 43,800 (19867)
ESPECIFICACIONES DE ENSAMBLES DE ALMA Y PATIN Velocidad maxima de viaje (horiz.) max. pies/min (m/min) 130 (39,6) Velocida de viaje - alma max. pies/min (m/min) 66 (20,1) Velocida de viaje - patín max. pies/min (m/min) 66 (20,1) Fuerza dispomble de mordazas min.-max. Libras 830-26,500 horizontales min.-rnax. (kg) (377-12031)
REQUERIMIENTOS DE ENERGIA PARA OPERACIÓN Consumo de energía KVA total 67 (estandar l 0Hp)
87 (opción 15Hp)
13
BDL-1000/J"HD"
40 (1000) 3 (75)
24 (610) ¾ (19)
67 (1700)
43,800 (19867)
130 (39,6) 66 (20,1)
66 (20,1) 830-26,500
(377-12031)
67 (estandar lOHp) 87 (opción 15Hp)
ESPECIFICACIONES DE UNIDAD DE POTENCIA BIDRAULICA Potencia de motor Hp<kW) 15 (11.2) 15 (11.2) Presión Hidráulica psi (k:Pa) 1700 (11730) 1700 (11730)
ESPECIFICACIONES DE LA INSTALACION DE AIRE Consumo de Aire/hr Pies3/min (m3/hr) 30 (50) 30 (50)
Presión de Aire psi (bar) 90 (6,2) 90 (6,2)
PRESION DE SUJECION DE MATERIAL Presion de sujeción Horizontal y psi (k:Pa) 100 - 1600 100 - 1600 Vertical (cada una controlada por (690 - 11032) (690 - 11032) separado, variable, controlada automaticamente por la maquina)
INFORMACION SOBRE CONTROL Tipo de control Siemens CNC Siemens CNC
DIMENSIONES FISICAS DE LA MAQUINA Dimensiones de maquina approx. plg 113 1/2 X 77 X 221 113 1/2 X 77 X 221 (Altura x Ancho x Longitud) approx. (mm) (2883 X 1956 X 5614) (2883 X 1956 X 5614)
[I1'·1''.(t,@··.-:\·:¡1r':!l'I·¡ . ,1-...1..:1 1,h ,,._, u. _
.., .)
¡¡r- - .: ; i. 1 ·'----- .J
.l
• 1
,-- -l- --1
, Hmeaaelli G!erfgfuli�0r.5:
.., - w
�· ¡;¡ f"'\ tkN!.!1ion �/ i Pimn
-J
•
..., ¡,
1
_.., •
ANEXO N2 4
E�ez1Ttii:ictm ,;-r.tr;::·•Jr,, par-re
ri�s'.lz::>:li::r.�s
-O ,, �·
.,
,,
q '
Ct, i<)'Jl<H ri, ur.;r.h:"'1
óol•PIWOI
e=:Jmm
""-· lt V-· !i·'P " ·
'),
83
ANEXO N!! 5
A. Procedimiento operativo general del maestro Calderero
1 . El maestro recibe del supervisor, los siguientes documentos:
a. Planos de Fabricación
b. Listado de elementos
84
c. Procedimientos calificados de soldadura (WPS),(cuando
corresponda).
2. Solicita el material a almacén y realiza el chequeo, cualquier
anomalía informa al supervisor. Todo material que chequea será
marcado con tiza blanca u otro medio, como constancia que el
material fue chequeado.
3. Si durante el proceso de estructuración del elemento, el maestro
detecta defectos en el plano de fabricación, devuelve el plano al
supervisor para que este gestione con el área de control de
producción, la corrección o aclaración del defecto.
4. El maestro, una vez terminadas las piezas, las entrega al supervisor
responsable.
B. Procedimiento operativo del maestro Soldador.
1. El soldador dispone de los recursos y suministros necesarios para la
ejecución de las soldaduras definidas para cada pieza en cada plano.
El soldador debe conocer los procedimientos calificados de
soldadura para cada proceso de soldadura que ejecute. Es requisito
que el soldador este debidamente calificado para el trabajo que
realiza. El soldador debe marcar su código personal en los cordones
de soldadura que ejecute, con tipo de acero y a distancia adecuada.
85
También debe velar porque sus implementos de trabajo estén en
buenas condiciones y cualquier anomalía debe informar al supervisor
para que este sea subsanada.
2. El soldador debe mantener limpio y ordenado el puesto de trabajo.
86
ANEXO Nº 6
1. Procedimiento típico de fabricación (armado de vigas Nº 2308 según plano
adjunto).
A. Solicitar los planos de fabricación de componentes y elemento de acuerdo al
código de viga asignado (viga Nº 2308 ).
B. Solicitar a almacén los materiales según código de componente indicado en
el lado superior derecho del plano de elemento:
• Componente w327 01 pza.
• Componente 118 04 pzas.
• Componente p714 02 pzas.
C. Verificar las medidas de los componentes con sus respectivos planos,
cualquier anomalía informar al supervisor.
D. Ubicar en el plano del elemento la línea de referencia (RO), la misma que
servirá de base para la ubicación de los componentes.
E. De acuerdo a medidas del plano y tornando como referencia el RO, ubicar la
posición y apuntalar los componentes 118 (04 pzas.) sobre el componente
w327.
F. De acuerdo a medidas del plano y tomando como referencia el RO ubicar la
posición y apuntalar los componentes p714 (02 pzas.) sobre el componente
w327.
87
,; + .,
.... � � .. ;"'-"
! ·: 11 '1
1 ,¡
.. -:'l.
� n µ:
,..,¡
-t:.r.
[ [ t li
-Fl,-- qL
n:( (
_.C L ni
u; i: �l
�l : .J ij �
\fi � <.e,
r, 1[ 3 ..·�
Lr-'
V)•
� n· i;J
�-
c..,: -·cr· a: r
u: -1g-�r_..,.� i;i: ( [
--r.l!..... H1
"' LJl � ai=;! ¡:_ 1
.;· � o
,,. ....
p
1
�
1 i.. ..... �,.. ·�. oiJ, �
�,
'¡ !;•�
� o ""'., ,:
•
ANEXO No 7
WELDING PROCEDURE SPECIFICATION (WPS) .,>< PREQUALIFIED QUALIFIED BY TESTING PROCEDURE QUALIFICATION RECORDS (PQR)
Code of manufacture: AWS D 1.1-2006 Company Name ldentfication : # é- -20 t 2q - N ¡ 'i Welding Process rCA'N- & Revision: o Date: io-- /1- os Supportinc¡ PQR N Z.o/ ;;,.e,-. h<.'> 1 Authorized by : JOINT OESIGN USEO Tipe:
Manual: Semi�automatic. Type r IolNT- A'lu:T WElT:> Machine: Automatic. :
Single .i Double Weld ·x POSITION
Backing: Yes i No ><. Position of Groove : - Fillet: jk)(t:;'zc,N-lrllBacking Material: -